大气的压强

• 高压锅炖排骨：锅内气压升高，水的沸点提高到 $110\ ^\circ\mathrm{C}$ 以上，食物熟得又快又烂；限压阀是防止压强过高的安全装置。
• 玻璃吸盘挂钩：压出里面的空气后，大气压把吸盘紧压在瓷砖上；瓷砖必须光滑，否则漏气就掉。
• 地铁站台的黄线：列车进站时车体附近空气流速大、压强小，站得太近会被外侧较大的气压「推」向列车，非常危险。
• 用吸管喝奶茶：吸气使管内气压减小，杯中液面上的大气压把饮料压进管里——太空失重环境下这招同样有效，因为靠的是压强差而不是重力。

生活应用题 1 · 吸盘能挂多重的东西

小杭在瓷砖墙上装了一个圆形吸盘挂钩，吸盘与墙面接触的圆面直径为 $6\ \mathrm{cm}$。若吸盘内空气被完全排尽，大气压取 $1.0\times10^5\ \mathrm{Pa}$，$\pi$ 取 $3.14$，摩擦系数足够大不考虑滑动。理论上这个吸盘最多能承受多大的垂直向外的拉力？

分步解：

1. 求半径并统一单位：$r=\dfrac{6}{2}=3\ \mathrm{cm}=0.03\ \mathrm{m}$。
2. 求受力面积，依据圆面积公式 $S=\pi r^2$：$S=3.14\times(0.03)^2=3.14\times9\times10^{-4}\approx2.83\times10^{-3}\ \mathrm{m^2}$。
3. 求大气压力，依据 $F=pS$：$F=1.0\times10^5\times2.83\times10^{-3}=283\ \mathrm{N}$。
4. 换算成可挂物体的质量，依据 $m=\dfrac{F}{g}$，取 $g=10\ \mathrm{N/kg}$：$m=\dfrac{283}{10}=28.3\ \mathrm{kg}$。
5. 答：理论上约 $283\ \mathrm{N}$，相当于 28 千克。实际远达不到，因为吸盘内很难完全排尽空气，边缘还会缓慢漏气，所以产品说明书通常只标 3 至 5 千克。

生活应用题 2 · 上千岛湖边的山顶气压变了多少

某日杭州市区（海拔约 $10\ \mathrm{m}$）气压为 $1.01\times10^5\ \mathrm{Pa}$。小杭登上海拔约 $810\ \mathrm{m}$ 的一座山峰。（1）按每升高 $10\ \mathrm{m}$ 气压降低 $100\ \mathrm{Pa}$ 估算山顶气压；（2）山顶烧水，水的沸点比市区高还是低？为什么带的密封零食袋会鼓起来？

分步解：

1. 求高度差：$\Delta h=810-10=800\ \mathrm{m}$。
2. 求气压降低量，依据每 $10\ \mathrm{m}$ 降 $100\ \mathrm{Pa}$：$\Delta p=\dfrac{800}{10}\times100=8\times10^3\ \mathrm{Pa}$。
3. 求山顶气压：$p=1.01\times10^5-8\times10^3=9.3\times10^4\ \mathrm{Pa}$。
4. 判断沸点，依据「气压越小沸点越低」：山顶气压低于市区，故沸点更低，水不到 $100\ ^\circ\mathrm{C}$ 就开，泡面可能不够熟。
5. 解释零食袋鼓起：袋内气体压强不变，而袋外大气压减小，内压大于外压，袋子被从里向外撑，于是鼓起。
6. 答：山顶约 $9.3\times10^4\ \mathrm{Pa}$；沸点更低；零食袋因内外压强差而鼓起。这两个现象都是大气压随高度减小的直接证据。